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獨特的花香會喚起一個人久遠的美好回憶，但一種難聞的氣味也會讓人對某種食物避之唯恐不及。嗅覺不僅讓人的感受更加細緻入微，而且對很多動物感知周圍環境、以至於更好地生存也起着重要作用。
在人類諸種感覺中，嗅覺產生機理一直是最難解開的謎團之一。人能夠分辨和記憶約1萬種不同的氣味，但人具有這種能力的基本原理是什麼？2004年度諾貝爾生理學或醫學獎獲獎者、美國科學家理查德·阿克塞爾和琳達·巴克，通過自己開拓性的工作找到了解開這一謎底的鑰匙，清楚地闡明瞭人類嗅覺系統的工作方式。
兩位科學家的研究揭示，有氣味的物質會首先與氣味受體結合，這些氣味受體位於鼻上皮的氣味受體細胞中。氣味受體被氣味分子激活後，氣味受體細胞就會產生電信號，這些信號隨後被傳輸到大腦的嗅球的微小區域中，並進而傳至大腦其他區域，結合成特定模式。由此，人就能有意識地感受到比如茉莉花的香味，並在另一個時候想起這種氣味。
阿克塞爾和巴克發現，人體約有1000個基因用來編碼氣味受體細胞膜上的不同氣味受體，這占人體基因總數的約3%。他們的研究顯示，人的嗅覺系統具有高度“專業化”的特徵。比如，每個氣味受體細胞僅表達出一種氣味受體基因，氣味受體細胞的種類與氣味受體完全相同。氣味受體細胞會將神經信號傳遞至大腦嗅球中被稱爲“嗅小球”的微小結構。人的大腦中約有2000個“嗅小球”，數量是氣味受體細胞種類的2倍。“嗅小球”也非常的“專業化”，攜帶相同受體的氣味受體細胞會將神經信號傳遞到相應的“嗅小球”中，也就是說，來自具有相同受體的細胞的信息會在相同的“嗅小球”中集中。嗅小球隨後又會激活被稱爲僧帽細胞的神經細胞，每個“嗅小球”只激活一個僧帽細胞，使人的嗅覺系統中信息傳輸的“專業性”仍得到保持。僧帽細胞然後將信息傳輸到大腦其他部分。結果，來自不同類型氣味受體的信息組合成與特定氣味相對應的模式，大腦最終有意識地感知到特定的氣味。
兩位科學家在研究中發現，每個氣味受體細胞會對有限的幾種相關分子作出反應。絕大多數氣味都是由多種氣體分子組成的，其中每種氣體分子會激活相應的多個氣味受體，並會通過“嗅小球”和大腦其他區域的信號傳遞而組合成一定的氣味模式。儘管氣味受體只有約1000種，但它們可以產生大量的組合，形成大量的氣味模式，這也就是人們能夠辨別和記憶約1萬種不同氣味的基礎。
阿克塞爾和巴克所發現的嗅覺系統組織原理，對研究人體其他感覺系統也具有價值。例如，他們發現，鼻上皮其他區域還存在能夠檢測信息素的受體，這些受體與氣味受體存在相似。另外，科學家們還發現，舌頭味蕾中也存在與氣味受體類似的受體。
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